Pendant la respiration aérobie, l'oxygène pris par une cellule se combine avec le glucose pour produire de l'énergie sous forme d'adénosine triphosphate (ATP), et la cellule expulse du dioxyde de carbone et de l'eau. C'est une réaction d'oxydation dans laquelle le glucose est oxydé et l'oxygène est réduit. Ce processus est critique pour tous les eucaryotes, qui sont de grandes cellules qui contiennent un noyau et d'autres organites et qui forment des organismes complexes, tels que les êtres humains. La respiration chez la plupart des procaryotes, comme certaines bactéries, est anaérobie. Il implique des réactions d'oxydation /réduction qui produisent de l'énergie sans oxygène.
Oxydation et réduction définies
L'oxydation et la réduction sont des mots qui se réfèrent à la façon dont les électrons sont échangés dans une réaction chimique. Lorsque les chimistes ont décrit pour la première fois les réactions d'oxydation /réduction, ils ont utilisé le terme «oxydation» pour désigner uniquement les réactions dans lesquelles d'autres produits chimiques étaient liés à l'oxygène. Ils se référaient à des réactions qui ramenaient un produit chimique à une forme pure, comme celle qui éliminait l'oxygène du magnésium et ne laissait que le magnésium, en tant que réactions de réduction. À mesure que les scientifiques en ont découvert plus sur les mécanismes sous-jacents, il est apparu clairement que dans l'oxydation, un élément perdait un ou plusieurs électrons en oxygène et qu'un élément gagnait en réduction.
L'importance de la respiration cellulaire
L'ATP produit dans la respiration cellulaire est un carburant chimique qui alimente chaque réaction dans la cellule, directement ou indirectement. La respiration se produit dans chaque cellule du corps humain, ainsi que dans les cellules de presque tous les eucaryotes. Le fait que nos cellules dépendent de cette réaction est la raison pour laquelle les humains respirent de l'oxygène et expirent du dioxyde de carbone.
Le processus de respiration cellulaire implique deux étapes principales. Dans la première étape, que les scientifiques cal glycolyse, le glucose se décompose. Dans la seconde, la respiration aérobie casse davantage les restes de glucose. Pendant la respiration aérobie, l'oxygène est réduit, donnant un électron à l'hydrogène pour former de l'eau. L'ensemble du processus de respiration cellulaire oxyde le glucose. Cela produit la plus grande partie de l'énergie libérée dans la respiration cellulaire. Le processus de fermentation implique également l'oxydation et la réduction, et il produit de l'ATP, mais il le fait moins efficacement. Certains organismes simples, tels que les levures, utilisent ce processus en l'absence d'oxygène. Même les humains utilisent la fermentation comme une sorte de sauvegarde de la respiration cellulaire dans les cellules musculaires privées d'oxygène. Pendant la fermentation, un produit chimique appelé nicotinamide adénine dinucléotide + hydrogène (NADH) est oxydé et un produit chimique appelé pyruvate est réduit. Ce processus produit seulement deux molécules d'ATP par molécule de glucose, tandis que la respiration cellulaire produit 36 molécules d'ATP à partir d'une seule molécule de glucose.
